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JP2008085469A - Conductive adhesive and piezoelectric device using the same - Google Patents

Conductive adhesive and piezoelectric device using the same Download PDF

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JP2008085469A
JP2008085469A JP2006260820A JP2006260820A JP2008085469A JP 2008085469 A JP2008085469 A JP 2008085469A JP 2006260820 A JP2006260820 A JP 2006260820A JP 2006260820 A JP2006260820 A JP 2006260820A JP 2008085469 A JP2008085469 A JP 2008085469A
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JP
Japan
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resin component
metal material
interface
conductive filler
conductive adhesive
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006260820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kuwabara
卓男 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Epson Toyocom Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epson Toyocom Corp filed Critical Epson Toyocom Corp
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Abstract

【課題】付着させる製品の製造工程を増やさずに、導通性の向上を図ることができる導電性接着剤、およびこれを利用した圧電デバイスを提供すること。
【解決手段】圧電振動片20の接続用の電極部26を、樹脂成分42aに導電性フィラー42bが含有された導電性接着剤42を用いて、パッケージ30のマウント用の電極部40に固定するようにした圧電デバイスであって、導電性接着剤42は、導電性フィラー42bと、金属材料46と、導電性フィラー42bの界面における硬化速度に比べて金属材料46の界面における硬化速度が遅い樹脂成分42aとを含む。
【選択図】図2
An object of the present invention is to provide a conductive adhesive capable of improving conductivity without increasing the manufacturing process of a product to be adhered, and a piezoelectric device using the same.
An electrode part for connection of a piezoelectric vibrating piece is fixed to an electrode part for mounting of a package using a conductive adhesive containing a resin component a containing a conductive filler b. In the piezoelectric device configured as described above, the conductive adhesive 42 is a resin whose curing speed at the interface of the metal material 46 is lower than the curing speed at the interface of the conductive filler 42b, the metal material 46, and the conductive filler 42b. And component 42a.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、樹脂成分に導電性フィラーを含有させた導電性接着剤、およびこれを利用した圧電デバイスに関するものである。   The present invention relates to a conductive adhesive in which a conductive filler is contained in a resin component, and a piezoelectric device using the same.

HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電デバイスが広く使用されている。
図3は、従来の圧電デバイスの例示である圧電振動子1の概略縦断面図である。
この図の圧電振動子1は、パッケージ2内に圧電振動片5が収容されている。
Piezoelectric devices are widely used in packages in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems. Yes.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a piezoelectric vibrator 1 which is an example of a conventional piezoelectric device.
In the piezoelectric vibrator 1 of this figure, a piezoelectric vibrating piece 5 is accommodated in a package 2.

すなわち、パッケージ2の内面にはマウント用の電極部8が形成されており、このマウント用の電極部8は、タングステン8a等を下地として、導電率のよい金(Au)8bを表層部に有している。
一方、圧電振動片5は、水晶等の圧電体を励振させる励振電極(図示せず)を端部に引き出すようにして形成された接続用の電極部7を有している。
そして、マウント用の電極部8の表面に、樹脂成分4に導電性フィラーである銀(Ag)粒子6を含有された導電性接着剤3を塗布して、その導電性接着剤3の上に、圧電振動片5の接続用の電極部7を載置し、その後、導電性接着剤3を加熱・硬化させることで、圧電振動片5をパッケージ2に接合している。
That is, an electrode portion 8 for mounting is formed on the inner surface of the package 2, and the electrode portion 8 for mounting has tungsten (8a) or the like as a base and gold (Au) 8b having good conductivity in the surface layer portion. is doing.
On the other hand, the piezoelectric vibrating piece 5 has an electrode part 7 for connection formed so that an excitation electrode (not shown) for exciting a piezoelectric body such as quartz crystal is drawn out to the end.
Then, a conductive adhesive 3 containing a resin component 4 containing silver (Ag) particles 6 as a conductive filler is applied to the surface of the electrode portion 8 for mounting, and on the conductive adhesive 3. The electrode portion 7 for connection of the piezoelectric vibrating piece 5 is placed, and then the piezoelectric adhesive piece 5 is bonded to the package 2 by heating and curing the conductive adhesive 3.

なお、圧電振動片5の接続用の電極部7は、通常、クロム(Cr)を下地として導電率のよい金を表層部に有しているが、金は比較的高価であるため、その厚みは出来るだけ薄い方が経済的である。ところが、金の膜厚が薄いと、下地のクロムが拡散して、圧電振動片5はパッケージ2に接合する前と後とで周波数特性が変化する恐れがある。そこで、図3の接続用の電極部7は、クロム、金の上にさらにクロムの膜を形成し、パッケージ2に接続した前後の周波数が変化しないようにしている(例えば、特許文献1参照)。   The electrode portion 7 for connecting the piezoelectric vibrating reed 5 usually has gold having good conductivity on the surface with chromium (Cr) as a base, but since gold is relatively expensive, its thickness It is more economical to be as thin as possible. However, if the gold film is thin, the underlying chromium diffuses, and the frequency characteristics of the piezoelectric vibrating reed 5 may change before and after bonding to the package 2. Therefore, in the connection electrode portion 7 in FIG. 3, a chromium film is further formed on chromium and gold so that the frequency before and after the connection to the package 2 does not change (for example, refer to Patent Document 1). .

特開2003−198312の公開特許公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-198312

ところが、導電性接着剤3に含有される導電性フィラーの銀粒子6の界面における樹脂成分4の硬化速度は、マウント用の電極部8の金8bの界面における樹脂成分4の硬化速度よりも速い。そうすると、導電性接着剤3を加熱する際、銀粒子6の界面における樹脂成分4がいち早く硬化・収縮して、マウント用の電極部8の界面に硬化しない樹脂成分4が回り込む恐れがある。特に、導電性接着剤3に硬化速度を調整するために硬化抑制剤(図示せず)を含有させた場合は、この硬化抑制剤がマウント用の電極部8の界面に回り込む恐れが高くなる。このため、マウント用の電極部8側においては、銀粒子6との間に、硬化抑制剤を含む樹脂層9が形成され、この樹脂成分4や硬化抑制剤は絶縁性であるため、導通性が悪化してしまう。   However, the curing rate of the resin component 4 at the interface of the silver particles 6 of the conductive filler contained in the conductive adhesive 3 is faster than the curing rate of the resin component 4 at the interface of the gold 8b of the mounting electrode portion 8. . Then, when the conductive adhesive 3 is heated, there is a possibility that the resin component 4 at the interface of the silver particles 6 is quickly cured and contracted, and the resin component 4 that is not cured around the interface of the electrode portion 8 for mounting. In particular, when a curing inhibitor (not shown) is included in the conductive adhesive 3 to adjust the curing speed, there is a high risk that the curing inhibitor will enter the interface of the electrode portion 8 for mounting. For this reason, a resin layer 9 containing a curing inhibitor is formed between the mounting electrode portion 8 and the silver particles 6, and the resin component 4 and the curing inhibitor are insulative. Will get worse.

なお、図3に示す圧電デバイス1の場合、圧電振動片5の接続用の電極部7は、表層部がクロムであるため、圧電振動片5側においては、このような導通性の悪化は生じ難いが、電極を三層構造にしているため、圧電デバイス1の製造工程を増やさなければならない。また、接続用の電極部7の表層部が金からなる場合には、マウント用の電極部8側と同様の問題が生ずる。   In the case of the piezoelectric device 1 shown in FIG. 3, since the electrode layer 7 for connecting the piezoelectric vibrating reed 5 has a surface layer made of chromium, such deterioration of conductivity occurs on the piezoelectric vibrating reed 5 side. Although it is difficult, since the electrode has a three-layer structure, the manufacturing process of the piezoelectric device 1 must be increased. Further, when the surface layer portion of the connecting electrode portion 7 is made of gold, the same problem as that on the mounting electrode portion 8 side occurs.

本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、付着させる製品の製造工程を増やさずに、導通性の向上を図ることができる導電性接着剤、およびこれを利用した圧電デバイスを提供することを目的とする。   The present invention is for solving the above-mentioned problems, and provides a conductive adhesive capable of improving the conductivity without increasing the manufacturing process of the product to be adhered, and a piezoelectric device using the same. The purpose is to do.

上記目的は、第1の発明によれば、導電性フィラーと、金属材料と、前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて、前記金属材料の界面における硬化速度が遅い樹脂成分と、を備えた導電性接着剤により達成される。
第1の発明の構成によれば、導電性接着剤は、導電性フィラーの他に金属材料を有しており、樹脂成分については、導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて、金属材料の界面における硬化速度が遅くなっている。そうすると、導電性フィラーの界面における樹脂成分の硬化速度の方が速いために、導電性フィラーの周囲の樹脂成分がいち早く収縮して、金属材料の周囲に樹脂成分がまわる。このため、このような導電性接着剤を電極部に固着させた場合、少なくとも金属材料の周囲に樹脂成分がまわった分だけ、電極部の周囲にまわる樹脂成分の量を減らすことができる。したがって、導電性フィラーと電極部との間に樹脂溜りが形成されることを防止して、導電性接着剤と電極部との導通性を向上させることができる。
また、付着させる製品の電極部の層構造を増やさなくても、このような導通性の向上を図れる。
かくして、付着させる製品の製造工程を増やさずに、導通性の向上を図ることができる導電性接着剤を提供することができる。
According to the first aspect, the object includes a conductive filler, a metal material, and a resin component having a slow curing rate at the interface of the metal material compared to the cure rate at the interface of the conductive filler. Achieved with a conductive adhesive.
According to the configuration of the first invention, the conductive adhesive has a metal material in addition to the conductive filler, and the resin component is made of the metal material as compared with the curing rate at the interface of the conductive filler. The curing rate at the interface is slow. Then, since the curing rate of the resin component at the interface of the conductive filler is faster, the resin component around the conductive filler contracts quickly, and the resin component turns around the metal material. For this reason, when such a conductive adhesive is fixed to the electrode portion, the amount of the resin component around the electrode portion can be reduced by at least the amount of the resin component around the metal material. Therefore, it is possible to prevent a resin reservoir from being formed between the conductive filler and the electrode part, and to improve the conductivity between the conductive adhesive and the electrode part.
In addition, the conductivity can be improved without increasing the layer structure of the electrode portion of the product to be adhered.
Thus, it is possible to provide a conductive adhesive capable of improving conductivity without increasing the manufacturing process of the product to be adhered.

また、上記目的は、第2の発明によれば、圧電振動片の接続用の電極部を、導電性接着剤を用いて、パッケージのマウント用の電極部に固定した圧電デバイスであって、前記導電性接着剤は、前記導電性フィラーと、金属材料と、前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて前記接続用又は前記マウント用の電極部の界面における硬化速度が遅く、かつ、前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて前記金属材料の界面における硬化速度が遅い樹脂成分と、を備えた圧電デバイスにより達成される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric device in which an electrode part for connecting a piezoelectric vibrating piece is fixed to an electrode part for mounting a package using a conductive adhesive, The conductive adhesive has a slower curing rate at the interface of the connecting or mounting electrode portion than the curing rate at the interface of the conductive filler, the metal material, and the conductive filler, and the conductive adhesive. And a resin component having a slow curing rate at the interface of the metal material compared to the curing rate at the interface of the conductive filler.

第2の発明の構成によれば、樹脂成分については、導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて、接続用又はマウント用の電極部の界面における硬化速度が遅い。そうすると、導電性フィラーの界面における樹脂成分がいち早く収縮して、電極部の表面に樹脂成分が回りこんで、導電性フィラーと電極部との間に樹脂溜りが形成されて、導通性の悪化を招く恐れがある。ところが、導電性接着剤には、導電性フィラーの界面における樹脂成分の硬化速度に比べて、界面における樹脂成分の硬化速度が遅くなるようにした金属材料が混入されている。このため、金属材料の周囲にも樹脂がまわって、その分だけ、電極部の表面にまわる樹脂成分の量を減らすことができる。したがって、導電性フィラーと電極部との間に樹脂溜りが形成さるのを防止して、導電性接着剤と電極部との導通性を向上させることができる。
また、圧電デバイスの電極部の層構造を増やさなくても、このような導通性の向上を図れる。
かくして、付着させる製品の製造工程を増やさずに、導通性の向上を図ることができる導電性接着剤を利用した圧電デバイスを提供することができる。
According to the structure of 2nd invention, compared with the hardening rate in the interface of an electroconductive filler about the resin component, the hardening rate in the interface of the electrode part for a connection or a mount is slow. Then, the resin component at the interface of the conductive filler contracts quickly, the resin component wraps around the surface of the electrode part, and a resin reservoir is formed between the conductive filler and the electrode part, resulting in poor conductivity. There is a risk of inviting. However, the conductive adhesive is mixed with a metal material in which the curing rate of the resin component at the interface is slower than the curing rate of the resin component at the interface of the conductive filler. For this reason, the resin also rotates around the metal material, and the amount of the resin component that flows around the surface of the electrode portion can be reduced accordingly. Therefore, it is possible to prevent a resin reservoir from being formed between the conductive filler and the electrode part, and to improve the conductivity between the conductive adhesive and the electrode part.
In addition, the conductivity can be improved without increasing the layer structure of the electrode portion of the piezoelectric device.
Thus, it is possible to provide a piezoelectric device using a conductive adhesive capable of improving the conductivity without increasing the manufacturing process of the product to be adhered.

第3の発明は、第2の発明の構成において、前記金属材料は、前記接続用又は前記マウント用の電極部と同じ成分を含むことを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、金属材料は、接続用又はマウント用の電極部と同じ成分を含むため、その界面における樹脂成分の硬化速度が、接続用及び/又はマウント用の電極部の界面における樹脂成分の硬化速度と略同じになるようになる。したがって、金属材料に樹脂成分がまわる時期と、電極部に樹脂成分がまわる時期とが略同じになり、樹脂成分が偏りなくまわって、樹脂だまりが生ずる恐れを低減することができる。
According to a third invention, in the configuration of the second invention, the metal material includes the same component as the electrode part for connection or the mount.
According to the configuration of the third invention, since the metal material includes the same component as the electrode portion for connection or mount, the curing rate of the resin component at the interface is the same as that of the electrode portion for connection and / or mount. It becomes substantially the same as the curing rate of the resin component at the interface. Therefore, the time when the resin component turns around the metal material and the time when the resin component turns around the electrode portion are substantially the same, and the risk that the resin component turns around and the resin pool is reduced can be reduced.

第4の発明は、第2または第3の発明の構成において、前記導電性フィラーは銀または銀を含む合金から形成され、前記金属材料は金または金を含む合金から形成されていることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、導電性フィラーは銀または銀を含む合金から形成され、金属材料は金または金を含む合金から形成されている。そうすると、銀の界面における樹脂成分の硬化速度に比べて、金の界面における樹脂成分の硬化速度は遅いため、第2の発明と同様の作用効果を発揮する。
According to a fourth invention, in the configuration of the second or third invention, the conductive filler is formed of silver or an alloy containing silver, and the metal material is formed of gold or an alloy containing gold. And
According to the configuration of the fourth invention, the conductive filler is made of silver or an alloy containing silver, and the metal material is made of gold or an alloy containing gold. Then, since the curing rate of the resin component at the gold interface is slower than the curing rate of the resin component at the silver interface, the same effects as the second invention are exhibited.

第5の発明は、第4の発明の構成において、前記樹脂成分はシリコーン系であることを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、樹脂成分はシリコーン系である。したがって、シリコーン系の樹脂は、エポキシ系等の他の樹脂と比べて柔軟性を有するため、圧電振動片とパッケージとの間で伝達される振動を吸収し、所謂振動漏れの発生を防止することができる。
A fifth invention is characterized in that, in the structure of the fourth invention, the resin component is of a silicone type.
According to the configuration of the fifth invention, the resin component is a silicone system. Accordingly, the silicone-based resin is more flexible than other resins such as an epoxy-based resin, so that vibration transmitted between the piezoelectric vibrating piece and the package is absorbed, and so-called vibration leakage is prevented. Can do.

第6の発明によれば、第5の発明の構成において、前記金属材料は、前記樹脂成分に対して3重量%〜10重量%であることを特徴とする。
この点、導電性接着剤の中の銀や金の量を多くし過ぎると、導電性接着剤が硬くなりすぎ、樹脂成分をシリコーン系にして振動漏れを防止して意義が没却されてしまうため、少なくとも85重量%を超えないようにし、好ましくは78重量%以下となるように抑えるとよい。一方、導電接着剤において導通を図るのは銀からなる導電性フィラーであって、これを68重量%以上含有させないと導通性が悪化してしまう。このため、金から形成された金属材料がおよそ10重量%を超えると、導電性接着剤の中の銀や金の量が増え過ぎて振動漏れの問題が生じるか、或いは、銀の量が減って導通性の悪化を起こすか、いずれかの問題が生じる恐れがある。また、金から形成された金属材料は樹脂成分に対して3重量%以上にすることで、はじめて第2の発明の作用効果を有効に発揮することができる。
したがって、金から形成された金属材料を、樹脂成分に対して3重量%〜10重量%にすることで、振動漏れを有効に防止し、かつ、導通性の悪化を防ぐことができる。
According to a sixth invention, in the configuration of the fifth invention, the metal material is 3% by weight to 10% by weight with respect to the resin component.
In this regard, if the amount of silver or gold in the conductive adhesive is increased too much, the conductive adhesive becomes too hard, and the resin component is made silicone to prevent vibration leakage and the significance is lost. For this reason, it should be kept at least 85% by weight, preferably 78% by weight or less. On the other hand, a conductive filler made of silver is intended to be conductive in the conductive adhesive, and unless this content is 68% by weight or more, the conductive property is deteriorated. For this reason, if the metal material formed from gold exceeds about 10% by weight, the amount of silver or gold in the conductive adhesive increases so that a problem of vibration leakage occurs, or the amount of silver decreases. This may cause deterioration of continuity or cause any problems. The effect of the second invention can be effectively exhibited only when the metal material formed of gold is 3% by weight or more based on the resin component.
Therefore, by setting the metal material formed of gold to 3 to 10% by weight with respect to the resin component, vibration leakage can be effectively prevented and deterioration of conductivity can be prevented.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1および図2は、本発明の実施形態を示す圧電デバイス10であって、図1は圧電デバイス10の概略平面図、図2は図1のA−A線概略断面図である。なお、図2の一点鎖線で囲った図は、図2の導電性接着剤付近を拡大した部分拡大図である。
これらの図において、圧電デバイス10は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス10は、パッケージ30内に圧電振動片20を収容している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a piezoelectric device 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view of the piezoelectric device 10, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. In addition, the figure enclosed with the dashed-dotted line of FIG. 2 is the elements on larger scale which expanded the electroconductive adhesive agent vicinity of FIG.
In these drawings, the piezoelectric device 10 shows an example in which a piezoelectric vibrator is configured, and the piezoelectric device 10 houses a piezoelectric vibrating piece 20 in a package 30.

パッケージ30は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成型して形成される複数の基板を積層した後に、焼結して形成されている。すなわち、図2に示されるように、この実施形態では、パッケージ30は、下から第1の基板30a、第2の基板30bを積層して形成されている。
第2の基板30bは、その内側に所定の孔を形成することで、第1の基板30aに積層した場合に、パッケージ30の内側に圧電振動片20を収容する内部空間S1を形成するようにされている。この内部空間S1は、第2の基板30bの上端面、すなわちパッケージ30の開口部側の端面にロウ材43を用いて蓋体39が接合されることにより封止されている。
The package 30 is formed by, for example, laminating a plurality of substrates formed by molding an aluminum oxide ceramic green sheet as an insulating material, and then sintering. That is, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the package 30 is formed by laminating a first substrate 30a and a second substrate 30b from below.
The second substrate 30b is formed with a predetermined hole on the inner side thereof, so that when the second substrate 30b is stacked on the first substrate 30a, an inner space S1 for accommodating the piezoelectric vibrating piece 20 is formed on the inner side of the package 30. Has been. The internal space S1 is sealed by bonding a lid 39 to the upper end surface of the second substrate 30b, that is, the end surface on the opening side of the package 30, using a brazing material 43.

第1の基板30aの内部空間S1に露出した図において左端部付近には、例えば、下地としてのタングステンメタライズ40a上にニッケル(Ni)40bおよび金(Au)40cをメッキして形成されたマウント用の電極部40,40が設けられている。このマウント用の電極部40,40は、実装端子32,32と電気的に接続されて、互いに異極となって駆動電圧を供給するものであり、図1に示すように、短絡しないように所定の間隔を隔てて形成されている。   In the view exposed in the internal space S1 of the first substrate 30a, in the vicinity of the left end portion, for example, for mounting formed by plating nickel (Ni) 40b and gold (Au) 40c on a tungsten metallized 40a as a base Electrode portions 40, 40 are provided. The mounting electrode portions 40 and 40 are electrically connected to the mounting terminals 32 and 32 to supply driving voltages with different polarities so as not to short-circuit as shown in FIG. They are formed at a predetermined interval.

マウント用の電極部40,40の上には、ディスペンサー等で導電性接着剤42,42が塗布されている。導電性接着剤42,42は、図2の一点鎖線で囲った図に示されるように、導通機能を発揮する導電性フィラー42bと、接合力を発揮する樹脂等の成分(以下、「樹脂成分」という)42aとを有している。
樹脂成分42aには、エポキシ系やシリコーン系などの樹脂を利用できるが、本実施形態では、圧電振動片20とパッケージ30との間で振動が伝達されないようにするため、柔軟性のあるシリコーン系の樹脂が用いられている。なお、樹脂成分42aには、シリコーン系の樹脂の他に粘度調整及び作業性向上のための溶剤が含まれており、ここでは、これら樹脂および溶剤などを含めて樹脂成分と呼んでいる。
導電性フィラー42bには、銀粒子や表面が銀メッキされた銅粉などをフレーク状、球状、針状にした粉末を利用できるが、本実施形態では、一般的な銀粒子を用いている。
Conductive adhesives 42 and 42 are applied on the mounting electrode portions 40 and 40 by a dispenser or the like. The conductive adhesives 42, 42 are composed of a conductive filler 42 b that exhibits a conduction function and a component such as a resin that exhibits a bonding force (hereinafter referred to as “resin component”, as shown in a diagram surrounded by a one-dot chain line in FIG. 2. 42a).
As the resin component 42a, an epoxy resin or a silicone resin can be used, but in this embodiment, in order to prevent vibration from being transmitted between the piezoelectric vibrating piece 20 and the package 30, a flexible silicone resin is used. These resins are used. The resin component 42a contains a solvent for adjusting viscosity and improving workability in addition to the silicone-based resin. Here, the resin component and the solvent are referred to as a resin component.
As the conductive filler 42b, a powder obtained by making silver particles or copper powder with a silver-plated surface into flakes, spheres, or needles can be used. In this embodiment, general silver particles are used.

そして、この導電性接着剤42,42の上に圧電振動片20の後述するマウント用の電極部26を載置し、導電性接着剤42,42を180℃の温度で1時間加熱して硬化させることにより、圧電振動片20がマウント用の電極部40,40に固着されるようになっている。   Then, a mounting electrode portion 26 to be described later of the piezoelectric vibrating piece 20 is placed on the conductive adhesives 42 and 42, and the conductive adhesives 42 and 42 are cured by heating at a temperature of 180 ° C. for 1 hour. By doing so, the piezoelectric vibrating piece 20 is fixed to the mounting electrode portions 40, 40.

圧電振動片20は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。
本実施形態の場合、圧電振動片20は、小型に形成して必要な性能を得るために、パッケージ30側と固定される基部21と、この基部21から図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕22,23とを備えた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。尚、圧電振動片20は、このような音叉型のものに限られるものではなく、例えば圧電材料を矩形にカットした、所謂ATカット振動片等の種々の圧電振動片を利用することができる。
The piezoelectric vibrating piece 20 is formed of, for example, quartz, and a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used in addition to quartz.
In the case of the present embodiment, the piezoelectric vibrating piece 20 is formed in a small size, and in order to obtain necessary performance, a base portion 21 fixed to the package 30 side, and the base portion 21 is bifurcated toward the right in the drawing. A so-called tuning-fork type piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms 22 and 23 extending separately in parallel is used. The piezoelectric vibrating piece 20 is not limited to such a tuning fork type, and various piezoelectric vibrating pieces such as a so-called AT-cut vibrating piece obtained by cutting a piezoelectric material into a rectangular shape can be used.

各振動腕22,23は、それぞれ長さ方向に延びる長溝25,25を有している。各長溝25,25は、図2に示すように、各振動腕22,23の表裏面(図2において上下面)に設けられて、幅方向の断面が略H型となっている。そして、この長溝25内に設けられた励振電極(図示せず)と、各振動腕22,23の側面に設けられた励振電極(図示せず)とが異極となるように引き回されて、振動腕22,23内の電界を効率よく発生させ、圧電振動片20のCI値(クリスタルインピーダンス値)を低く抑えている。   Each of the vibrating arms 22 and 23 has long grooves 25 and 25 extending in the length direction. As shown in FIG. 2, each long groove 25, 25 is provided on the front and back surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 2) of each vibrating arm 22, 23 and has a substantially H-shaped cross section in the width direction. The excitation electrodes (not shown) provided in the long grooves 25 and the excitation electrodes (not shown) provided on the side surfaces of the vibrating arms 22 and 23 are routed so as to have different polarities. The electric fields in the vibrating arms 22 and 23 are efficiently generated, and the CI value (crystal impedance value) of the piezoelectric vibrating piece 20 is kept low.

一対の振動腕22,23を支持する基部51の導電性接着剤42,42と触れる部分には、互いに異極となる接続用の電極部26,26が形成されている。
接続用の電極部26,26は、振動腕22,23の各々に駆動電圧を伝えるための電極であり、本実施形態の場合、図1および図2に示すように、基部21の表裏面であって、短絡しないように幅方向の両端部に形成されている。
また、接続用の電極部26,26は、振動腕22,23のそれぞれに互いに異極となるように設けられた励振電極(図示せず)と一体に形成されている。
Connection portions 26 and 26 having different polarities are formed on portions of the base 51 that support the pair of vibrating arms 22 and 23, in contact with the conductive adhesives 42 and 42.
The connection electrode portions 26 and 26 are electrodes for transmitting a drive voltage to each of the vibrating arms 22 and 23. In the case of this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. And it is formed in the both ends of the width direction so that it may not short-circuit.
Further, the connecting electrode portions 26 and 26 are formed integrally with excitation electrodes (not shown) provided on the vibrating arms 22 and 23 so as to have different polarities.

これら接続用の電極部26,26および励振電極(図示せず)は、例えば、下地層をクロム(Cr)26aとし、その上に、表層部として金(Au)26bをスパッタリングするなどして成膜されている。
そして、接続用の電極部26,26が上述した導電性接着剤42,42の上に載置され、接続用の電極部26,26とマウント用の電極部40,40とが接合することで、圧電振動片20は、パッケージ30に対して電気的機械的に接続される。
These connecting electrode portions 26 and 26 and excitation electrodes (not shown) are formed, for example, by sputtering a base layer of chromium (Cr) 26a and a gold (Au) 26b as a surface layer portion thereon. It is a membrane.
Then, the connecting electrode portions 26 and 26 are placed on the conductive adhesives 42 and 42 described above, and the connecting electrode portions 26 and 26 and the mounting electrode portions 40 and 40 are joined. The piezoelectric vibrating piece 20 is electrically and mechanically connected to the package 30.

ここで、導電性接着剤42における導電性フィラー42bは、少なくともその表面が銀(Ag)から形成されており、接続用の電極部26やマウント用の電極部40は、表層部が金(Au)からなっている。そうすると、導電性接着剤42を加熱する際、導電性フィラー42bの界面における樹脂等の被着成分の硬化速度は、接続用及びマウント用の電極部26,40の界面における樹脂等の被着成分の硬化速度より速くなる。このため、導電性フィラー42bの界面における樹脂等の被着成分がいち早く収縮して、電極部26,40の界面に樹脂等がまわろうとする。
ところが、導電性接着剤42には、導電性フィラー42bの界面における樹脂成分(被着成分)42aの硬化速度に比べて、界面における樹脂成分(被着成分)42aの硬化速度が遅くなるようにした金属材料46が混入されている。換言すれば、樹脂成分42aについて、導電性フィラー42bの界面における硬化速度に比べて、金属材料46の界面における硬化速度が遅くなっている。
このため、導電性接着剤42を加熱すると、金属材料46の界面にも樹脂成分42aがまわろうとし、電極部26,40の界面にまわろうとする樹脂成分42aの量を減少させることができる。
Here, at least the surface of the conductive filler 42b in the conductive adhesive 42 is formed of silver (Ag), and the surface portion of the connecting electrode portion 26 and the mounting electrode portion 40 is gold (Au ). Then, when the conductive adhesive 42 is heated, the curing rate of the deposition component such as resin at the interface of the conductive filler 42b is determined by the deposition component such as resin at the interface of the electrode portions 26 and 40 for connection and mounting. It becomes faster than the curing rate. For this reason, the deposition component such as the resin at the interface of the conductive filler 42b contracts quickly, and the resin or the like tries to rotate around the interface of the electrode portions 26 and 40.
However, in the conductive adhesive 42, the curing rate of the resin component (adhesion component) 42a at the interface is slower than the curing rate of the resin component (adhesion component) 42a at the interface of the conductive filler 42b. The metal material 46 is mixed. In other words, for the resin component 42a, the curing rate at the interface of the metal material 46 is slower than the curing rate at the interface of the conductive filler 42b.
For this reason, when the conductive adhesive 42 is heated, the resin component 42a tends to turn around the interface of the metal material 46, and the amount of the resin component 42a trying to turn around the interface of the electrode portions 26 and 40 can be reduced.

本実施形態の場合、金属材料46は、その界面における樹脂成分42aの硬化速度が、接続用の電極部26やマウント用の電極部40の界面における樹脂成分42aの硬化速度と同様になる成分を含んでいる。具体的には、金属材料46は、電極部26,40の表層部と同じ材料である金(Au)からなっており、金を細粒状あるいはフレーク状にして、複数の導電性フィラー42bの間に混入させている。
このため、金属材料46に樹脂成分42aがまわろうとする時期と、電極部26,40に樹脂成分42aがまわろうとする時期とを略同じにして、樹脂成分42aを偏りなく散らばすことができる。
In the case of the present embodiment, the metal material 46 is a component in which the curing rate of the resin component 42a at the interface is the same as the curing rate of the resin component 42a at the interface of the connecting electrode part 26 and the mounting electrode part 40. Contains. Specifically, the metal material 46 is made of gold (Au), which is the same material as the surface layer portions of the electrode portions 26 and 40, and the gold is made into a fine particle shape or flake shape between the plurality of conductive fillers 42b. Is mixed.
For this reason, the time when the resin component 42a is about to turn around the metal material 46 and the time when the resin component 42a is about to turn around the electrode portions 26 and 40 can be made substantially the same, so that the resin component 42a can be scattered evenly.

なお、金属材料46である金(Au)は、電極部26,27,40の界面にまわろうとする樹脂成分の量を減少させるための材料であるが、導電性フィラー42bに当接して、接続用の電極部26,27とマウント用の電極部40,40とを導通する一助になっても構わない。
但し、導電性フィラー42bを金にすると、金は凝集して固まりやすいため、ノズルにつまってしまい、マウント用の電極部40に微小塗布することが困難となる。したがって、導通を図る手段はあくまでも銀粒子とし、金は添加する程度が好ましい。
Note that gold (Au), which is the metal material 46, is a material for reducing the amount of the resin component that attempts to travel to the interfaces of the electrode portions 26, 27, and 40, but is in contact with the conductive filler 42b and connected. The electrode portions 26 and 27 for mounting and the electrode portions 40 and 40 for mounting may be helped.
However, if the conductive filler 42b is made of gold, the gold is likely to aggregate and harden, so that it becomes clogged with the nozzle, making it difficult to apply a fine amount to the mounting electrode portion 40. Therefore, it is preferable that the means for achieving conduction is silver particles and gold is added.

具体的には、金属材料46である金の細粒子を、シリコーン系の樹脂成分42aに対して3重量%〜10重量%として、振動漏れを有効に防止し、かつ、導通性の悪化を防止している。
すなわち、導電性フィラー42bである銀粒子、及び金属材料46である金粒子は、樹脂成分42aに対して相対的に量を多くし過ぎると、導電性接着剤42が硬くなりすぎ、樹脂成分42aをシリコーン系にして振動漏れを防止した意義が没却されてしまう。このため、導電性フィラー42b及び金属材料46は、少なくとも85重量%を超えないようにする必要があり、本実施形態の場合、樹脂成分42aに対して78重量%以下として、振動漏れの抑制を効果的に図っている。一方、導電性フィラー42bである銀粒子を、樹脂成分42aに対して68重量%以上含有させないと導通性が悪化してしまう。
このため、導通性の悪化を防止しつつ、金属材料46がおよそ10重量%を超えると、導電性フィラー42b及び金属材料46の量が78重量%を超えて振動漏れの問題が生じる恐れが発生する。あるいは、振動漏れの問題を防止しつつ、金属材料46がおよそ10重量%を超えると、導電性フィラー42bの量が減って導通性の悪化を起こす恐れがある。
したがって、金属材料46である金粒子は、シリコーン系の樹脂成分42aに対して10重量%とすることが好ましい。
また、金属材料46である金粒子を、樹脂成分42aに対して3重量%以上にすることで、はじめて電極部26,40の界面にまわろうとする樹脂の量を、効果的に減少させることができる。
Specifically, the gold fine particles as the metal material 46 are made 3 wt% to 10 wt% with respect to the silicone-based resin component 42 a to effectively prevent vibration leakage and prevent deterioration of conductivity. is doing.
That is, if the amount of the silver particles that are the conductive filler 42b and the gold particles that are the metal material 46 are excessively large relative to the resin component 42a, the conductive adhesive 42 becomes too hard and the resin component 42a. The significance of preventing vibration leakage by using a silicone system is lost. For this reason, it is necessary that the conductive filler 42b and the metal material 46 do not exceed at least 85% by weight. In the case of the present embodiment, the vibration leakage is suppressed to 78% by weight or less with respect to the resin component 42a. It works effectively. On the other hand, if the silver particles as the conductive filler 42b are not contained in the resin component 42a by 68% by weight or more, the conductivity is deteriorated.
For this reason, when the metal material 46 exceeds approximately 10% by weight while preventing deterioration of conductivity, the amount of the conductive filler 42b and the metal material 46 may exceed 78% by weight, which may cause a problem of vibration leakage. To do. Alternatively, if the metal material 46 exceeds approximately 10% by weight while preventing the problem of vibration leakage, the amount of the conductive filler 42b may be reduced and the conductivity may be deteriorated.
Therefore, the gold particles as the metal material 46 are preferably 10% by weight with respect to the silicone-based resin component 42a.
Further, by making the gold particles as the metal material 46 3% by weight or more with respect to the resin component 42a, it is possible to effectively reduce the amount of the resin that tries to reach the interface between the electrode portions 26 and 40 for the first time. it can.

本発明の実施形態は以上のように構成されており、導電性接着剤42には、導電性フィラー42bの界面における樹脂成分42aの硬化速度に比べて、界面における樹脂成分42aの硬化速度が遅くなるようにした金属材料46が混入されている。このため、導電性接着剤42を加熱する際、金属材料46の周囲にも樹脂がまわって、その分だけ、電極部26,40の表面にまわる樹脂の量を減らすことができる。したがって、導電性フィラー42bと電極部26,40との間に樹脂溜りが形成さるのを防止して、導電性接着剤40と電極部26,40との導通性を向上させることができる。
また、圧電デバイス10の電極部26,40の層構造を増やさなくても、このような導通性の向上を図れる。
The embodiment of the present invention is configured as described above, and the conductive adhesive 42 has a slower curing rate of the resin component 42a at the interface than the curing rate of the resin component 42a at the interface of the conductive filler 42b. A metal material 46 is mixed. For this reason, when the conductive adhesive 42 is heated, the resin also moves around the metal material 46, and the amount of the resin that flows around the surfaces of the electrode portions 26 and 40 can be reduced accordingly. Therefore, it is possible to prevent a resin reservoir from being formed between the conductive filler 42 b and the electrode portions 26 and 40, and to improve the conductivity between the conductive adhesive 40 and the electrode portions 26 and 40.
Further, the conductivity can be improved without increasing the layer structure of the electrode portions 26 and 40 of the piezoelectric device 10.

本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment may be combined with each other as appropriate, or may be omitted and combined with other configurations not shown.

本発明の実施形態を示す圧電デバイスの概略平面図。1 is a schematic plan view of a piezoelectric device showing an embodiment of the present invention. 図1のA−A線概略断面図。The AA line schematic sectional drawing of FIG. 従来の圧電デバイスの例示である圧電振動子の概略縦断面図。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a piezoelectric vibrator which is an example of a conventional piezoelectric device.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・圧電デバイス、20・・・圧電振動片、26・・・接続用の電極部、30・・・パッケージ、40・・・マウント用の電極部、42・・・導電性接着剤、42a・・・樹脂成分、42b・・・導電性フィラー、46・・・金属材料   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piezoelectric device, 20 ... Piezoelectric vibration piece, 26 ... Connection electrode part, 30 ... Package, 40 ... Mount electrode part, 42 ... Conductive adhesive agent, 42a ... resin component, 42b ... conductive filler, 46 ... metal material

Claims (6)

導電性フィラーと、
金属材料と、
前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて、前記金属材料の界面における硬化速度が遅い樹脂成分と、
を備えたことを特徴とする導電性接着剤。
A conductive filler;
Metal material,
Compared to the curing rate at the interface of the conductive filler, a resin component having a slow curing rate at the interface of the metal material,
A conductive adhesive characterized by comprising:
圧電振動片の接続用の電極部を、導電性接着剤を用いて、パッケージのマウント用の電極部に固定した圧電デバイスであって、
前記導電性接着剤は、
前記導電性フィラーと、
金属材料と、
前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて前記接続用又は前記マウント用の電極部の界面における硬化速度が遅く、かつ、前記導電性フィラーの界面における硬化速度に比べて前記金属材料の界面における硬化速度が遅い樹脂成分と、
を備えたことを特徴とする圧電デバイス。
A piezoelectric device in which an electrode portion for connecting a piezoelectric vibrating piece is fixed to an electrode portion for mounting a package using a conductive adhesive,
The conductive adhesive is
The conductive filler;
Metal material,
The curing rate at the interface of the connecting or mounting electrode portion is slower than the curing rate at the interface of the conductive filler, and at the interface of the metal material compared with the curing rate at the interface of the conductive filler. A resin component having a slow curing rate;
A piezoelectric device comprising:
前記金属材料は、前記接続用又は前記マウント用の電極部と同じ成分を含むことを特徴とする請求項2に記載の圧電デバイス。   The piezoelectric device according to claim 2, wherein the metal material includes the same component as the electrode part for connection or the mount. 前記導電性フィラーは銀または銀を含む合金から形成され、前記金属材料は金または金を含む合金から形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の圧電デバイス。   4. The piezoelectric device according to claim 2, wherein the conductive filler is made of silver or an alloy containing silver, and the metal material is made of gold or an alloy containing gold. 前記樹脂成分はシリコーン系であることを特徴とする請求項4に記載の圧電デバイス。   The piezoelectric device according to claim 4, wherein the resin component is a silicone system. 前記金属材料は、前記樹脂成分に対して3重量%〜10重量%であることを特徴とする請求項5に記載の圧電デバイス。   The piezoelectric device according to claim 5, wherein the metal material is 3 wt% to 10 wt% with respect to the resin component.
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